Проведен анализ научных публикаций и информационных материалов основных направлений деятельности научных школ Отделения биологических наук НАН Беларуси. Показаны принципы, структура и система проектирования фундаментальных и прикладных исследований в области биологии. Обсуждаются полученные результаты, их внедрение и значение для различных отраслей экономики. Определены перспективные направления инновационного развития биологической науки на основе междисциплинарного взаимодействия.

Изучено влияние эпибрассинолида в сочетании с салициловой кислотой и метилжасмонатом на формирование комплексной устойчивости клонально микроразмноженных растений картофеля сорта Бриз к вирусу Y картофеля и недостатку влаги, функционирование про-/антиоксидантной системы, а также на физиологическое состояние, продуктивность и качество полученных мини-клубней. Выявлено, что антивирусная устойчивость в условиях комбинированного стресса формируется только в присутствии эпибрассинолида, который запускает серию защитных механизмов за счет накопления перекиси водорода, фенольных соединений и возрастания активности пероксидаз, в результате чего сохраняется продуктивность и улучшается качество получаемой продукции. Применение трехкомпонентной смеси позволяет получить наибольшие массу и количество мини-клубней картофеля, при этом ее защитное действие против вирусной инфекции не проявляется.

Приведены новые данные по водным беспозвоночным родниковых экосистем Минской области. Обнаружено 104 низших определяемых таксона (НОТ) представителей макрозообентосного и плейстонного комплексов, относящихся к 4 типам водных беспозвоночных животных: Platyhelminthes – 2 НОТ, Mollusca – 20, Annelida – 7, Arthropoda – 75 НОТ. До вида идентифицировано 75 таксономических элементов. Среднее количество выявленных водных беспозвоночных в изученных родниках Минской области составило 12‒13 видов, численность ‒ 205 экземпляров. В источниках обитают охраняемые виды животных, внесенных в Красную книгу Беларуси и Красные списки ряда стран Западной Европы. Ядро фауны изученных родников образуют виды, проявляющие кренофильные и реофильные свойства.

У растений стресс-ассоциированные белки (SAP, stress-associated proteins) участвуют в ответе на воздействие неблагоприятных биотических и абиотических факторов. С целью изучения влияния засухи на изменение уровня экспрессии SAP у яблони и их вовлеченности в стрессовый ответ проведен анализ уровней экспрессии 14 генов, отнесенных к этому семейству, с помощью количественной ПЦР (qPCR). Показано их участие в геноме подвоя яблони сорта MM-106 при стрессовом ответе на засуху.

При этом к 4-му часу воздействия засухи наблюдалась тенденция к повышению экспрессии данных генов, а к 24-му часу отмечалось ее снижение. Сравнение этих данных с результатами, полученными при моделировании засухи в более мягких условиях, показало, что при моделировании засухи в более жестких условиях экспрессия у большего количества генов, кодирующих стресс-ассоциированные белки, повышается и имеет место более выраженный ответ. Оценка влияния степени идентичности нуклеотидных последовательностей этих генов на сходство их профилей экспрессии при воздействии засухи не выявила непосредственной зависимости между первичной структурой генов и характером их экспрессии.

В структуре стресс-ассоциированных белков, кодируемых генами, которые наиболее сильно реагируют на засуху (например, у Malus, Solanum lycopersicum, Gossypium hirsutum, Cucumis sativus), чаще всего по сравнению с другими типами доменов цинковых пальцев встречается домен типа A20-AN1. Анализ сходства последовательностей стресс-ассоциированных белков и уровней экспрессии кодирующих их генов в условиях засухи у разных видов растений (яблони, хлопчатника, томата и огурца) позволяет предположить, что у каждого вида эволюция механизмов адаптации, включающих гены, кодирующие SAP, происходила независимо и, вероятнее всего, после выделения этих видов от общего предка. Полученные результаты позволяют уточнить роль отдельных генов, кодирующих SAP, в формировании стрессового ответа яблони на воздействие засухи.

Изучены динамика численности личинок земноводных и влияние факторов абиотического и биотического происхождения на их смертность в естественных условиях.

Научная новизна исследования заключается в изучении степени взаимодействия личинок земноводных между собой и с беспозвоночными хищниками в природных условиях. В основной части работы дан обзор литературы, описана методика проведения работы и представлены полученные результаты.

Установлено, что в природных условиях степень воздействия хищников на численность личинок земноводных не столь значима, как считалось ранее, и они не способны существенно влиять на регулирование численности головастиков. Абиотические факторы среды, находясь в границах оптимума, не оказывают влияние на смертность личинок, а количество пищи в природных водоемах не является лимитирующим численность фактором. Наиболее интенсивная гибель личинок происходит на ранних стадиях их развития. Несмотря на низкую общую плотность личинок земноводных в естественном водоеме, большинство из них периодически подвергается воздействию метаболитов и испытывает на себе влияние так называемого эффекта группы. Это выражается в угнетении роста и развития особей, в гибели или снижении жизнеспособности наиболее чувствительных особей. Кроме того, велика вероятность их гибели и от других факторов.

На основе секвенированной последовательности генома яблони сорта Golden Delicious, нуклеотидная последовательность которого находится в базе данных GenBank, in silico был проведен дизайн молекулярных маркеров SSR типа, которые ограничивают область тетра- и гексануклеотидных повторов. Отобраны наиболее информативные из них, которые показали четкие пики на капиллярном электрофорезе и позволили выявить высокий уровень полиморфизма отдельных областей генома яблони. Разработанные SSR-маркеры можно эффективно использовать для оценки генетического разнообразия и ДНК-идентификации сортов яблони, установления сортового соответствия. Данные маркеры были применены для анализа генетического разнообразия деревьев яблони старого плодового сада Центрального ботанического сада (ЦБС) НАН Беларуси, посадка деревьев в котором осуществлялась с 1932 по 1940 г. Показано, что растущие в саду деревья генетически близки как к старинным местным сортам, так и к отдельным иностранным. Установлено, что среди деревьев старого плодового сада ЦБС НАН Беларуси представлены такие сорта, как Антоновка обыкновенная, Минское, Папировка, Уэлси, Мельба, Богатырь. Полученные результаты будут использованы для сохранения генетических ресурсов ценной для страны плодовой культуры, которой является яблоня, а также для разработки дизайн-проекта новой коллекции-экспозиции плодовых растений при реконструкции участка старых насаждений.

К настоящему времени известно, что популяция Chlamydia trachomatis генетически гетерогенна. Наряду с первоначально описанным диким типом (wtCT) в мире обнаружены мутантные варианты (mtCT): бесплазмидный (р-СТ), шведский (SE-nvCT), мексиканский (MX-nvCT) и финский (FI-nvCT), обладающие неодинаковой вирулентностью и тропностью к различным органам и тканям. Данные варианты могут ускользать от ПЦРдиагностики ввиду отсутствия целевых мишеней или изменений в них, что делает неэффективным использование ряда диагностических тест-систем для молекулярно-биологической детекции патогена.

Проанализированы изоляты C. trachomatis, собранные на территории Республики Беларусь в период с 2013 по 2022 г. от лиц репродуктивного возраста с воспалительными заболеваниями урогенитального тракта. Установлено, что доминирующим геновариантом возбудителя (примерно в 93 % случаев) является дикий тип wtCT. Мутантные штаммы, составляющие около 7 % популяции патогена, представлены p-CT и SE-nvCT геновариантами. Случаев выявления MX-nvCT и FI-nvCT геновариантов в анализируемой выборке изолятов C. trachomatis не отмечено.

Необходимы дальнейшая оптимизация тактики молекулярно-биологической идентификации различных геновариантов C. trachomatis для эффективного обнаружения возбудителя и изучение патогенеза хламидийной урогенитальной инфекции.

Методом гидродистилляции получены образцы эфирного масла интродуцированных в Республике Беларусь культиваров Thuja occidentalis с колоновидной и шаровидной формами кроны. Методом газожидкостной хроматографии проведены идентификация и количественное определение 26 компонентов. Доминирующими компонентами являлись α-туйон (~55–60 %), β-туйон (~10–12 %), фенхон (~8–16 %), сабинен (~1–5 %), камфора (~1– 4 %), борнилацетат (~1–3 %). Показаны особенности распределения энантиомеров терпеноидов эфирного масла изученных культиваров и выявлена антимикробная активность эфирного масла Thuja occidentalis в отношении тестовых культур грамположительных и грамотрицательных бактерий. Бактериальные культуры оказались более чувствительными к ингибирующему действию эфирного масла из растений с шаровидной формой кроны. Показано влияние оптической активности камфоры на антимикробные свойства эфирного масла туи. Установлено, что по антимикробной активности спиртовые экстракты Thuja occidentalis уступают эфирным маслам. Показано влияние формы кроны и окраски хвои на антиоксидантные свойства изученных культиваров.